列车动力学复习资料

合集下载

铁路车辆动力学与强度

2.论述在铁路车辆强度分析中，如何评估车体结构的疲劳强度，并介绍一种常用的疲劳评估方法。
标准答案
第一部分单选题
1. C
2. D
3. C
4. D
5. B
6. A
7. A
8. A
9. A
10. B
11. D
12. B
13. D
14. B
15. C
第二部分多选题
1. ABC
2. ABCD
3. AB
4. ABCD
5. ABCD
6. AB
7. ABCD
8. ABCD
9. ABCD
10. Aห้องสมุดไป่ตู้CD
11. ABCD
12. ABCD
13. ABC
14. ABCD
15. ABC
第三部分判断题
1. ×
2. √
3. ×
4. ×
5. ×
6. ×
7. √
8. √
9. √
10. √
第四部分主观题（参考）
1.车辆曲线通过性能的主要影响因素包括车辆速度、轨道曲率、轮轴载荷、悬挂系统等。通过优化车轮踏面形状、改进悬挂系统设计、调整车辆重心位置等方式可以改善这些性能。
B.车辆曲线通过性能
C.车辆悬挂系统设计
D.车辆内部装饰
2.以下哪些因素会影响铁路车辆的动力性能？（）
A.车辆质量
B.车轮与轨道间的摩擦系数
C.车辆速度
D.轨道曲率
3.在铁路车辆强度分析中，以下哪些方法常被用于评估车体结构？（）
A.应力分析法
B.有限元法
C.模态分析法
D.线性规划法
4.以下哪些因素可能导致铁路车辆脱轨？（）

高速列车轴系统动力学分析

高速列车轴系统动力学分析高速列车是一种以高速运行为特点的现代化交通工具，轴系统是高速列车运行中至关重要的组成部分。

动力学分析是研究轴系统运动规律和其相互作用的科学方法。

本文将对高速列车轴系统进行动力学分析，探讨其对高速列车运行安全和舒适性的影响。

首先，动力学分析的目标是通过研究高速列车轴系统的运动学和力学特性，揭示其运行过程中的力、速度以及变形等关键因素。

这种分析可以帮助我们理解轴系统在高速运行中的工作原理，为设计和改进高速列车的轴系统提供理论基础。

在高速列车的轴系统中，一个重要的因素是系统的稳定性。

高速列车在运行过程中产生的惯性力、离心力和弯曲力等会对轴系统造成巨大的挑战。

动力学分析可以确定系统的稳定性边界，从而避免安全隐患。

例如，在高速列车进行转弯时，轴系统会承受侧向力，动力学分析可以帮助确定适当的车体结构和轴系统布局，以确保列车在转弯时能够保持稳定。

另一个重要的因素是高速列车轴系统的振动问题。

高速列车的高速运行会导致轴系统产生各种振动，包括纵向振动、横向振动和扭转振动等。

这些振动会对列车乘客的舒适性产生负面影响，并可能导致轴系统的疲劳和损坏。

动力学分析可以评估轴系统的振动特性，并为最小化振动提供工程解决方案。

例如，通过选择合适的材料和结构设计，可以减小振动的幅度和频率，提供更平稳的乘车体验。

此外，高速列车轴系统的动力学分析还可以用于研究列车的能量效率。

通过分析列车在高速运行中的能量转换和损耗过程，可以确定系统的能量利用效率，并优化列车的设计和操作。

这不仅有助于节省能源和减少环境污染，还能够提高列车的经济性和竞争力。

除了以上提到的因素，高速列车轴系统的动力学分析还可以考虑其他影响因素，如轨道不平度、车轮和轨道的磨损以及气动力等。

综合考虑这些因素，可以绘制出轴系统的动力学模型，并利用数值模拟和实验测试等方法进行验证和改进。

总结起来，高速列车轴系统的动力学分析是一项复杂而重要的任务。

通过深入研究列车轴系统的运动学和力学特性，我们可以更好地理解高速列车的运行机理，提高列车的运行安全性和乘车舒适性。

城市轨道动力学知识点整理

1轮轨系统是铁道车辆的核心内容2铁路列车的两种形式：机车和车辆组成，机车提供牵引动力；没有专门机车提供动力，车辆具有牵引力3簧上质量：将车体视为支撑于弹簧上的刚体（车体加载重）簧下质量：弹簧以下的质量，通常指轮对轴箱装置和大多数货车转向架侧架4车体沿坐标轴及绕3个坐标轴振动时，分别给予下列名称（1）伸缩振动：沿x轴方向作纵向振动（2）横摆振动：沿y轴方向作横向振动（3）浮沉振动：沿z轴方向作铅锤振动（4）侧滚振动：车体绕x轴作回转振动（5）点头振动：车体绕y轴作回转振动（6）摇头振动：车体绕z轴作回转振动垂直振动：浮沉和点头振动的组合发生在车体铅垂平面xoz内横向振动：摇头和滚摆振动的组合发生在水平平面xoy内纵向振动：伸缩运动沿车体纵向产生5轴重：车辆每一根轮轴能承受的允许静载（货车21t23t25t客车14t15t16t17t）轴距：同一转向架下两轮轴中心之间的纵向距离(客车/动车组2.5~2.7m,轻轨车辆轴距一般为2.0~2.3m,货车转向架为2.0m）车辆定距：同一车辆两转向架之间的纵向距离，车辆定距决定了车辆长度和载客量（客车/动车组25m，轻轨13m，货车9m）轴箱悬挂：将轴箱和构架在纵向、横向和垂向联结起来、并使两者在这三个方向的相对运动收到相互约束的装置。

一般包括轴箱定位装置和轴箱减振器中央悬挂：将车体和构架/侧架联结在一起的装置，具有衰减车辆系统同振动、提高车辆运行平稳性和舒适性的作用轮对冲角：垂直于轮轨接触点处钢轨切线方向，与轮轴轴线之间形成的夹角，其大小反映了车辆曲线通过能力大小以及难易程度曲线通过：车辆通过曲线时，曲线通过能力的大小，反映在系统通过指标上，主要表现在车辆轮轨横向力，轮对冲角以及轮轨磨耗指数等的大小上6铁道车辆动力学性能一般由转向架性能决定转向架主要功能：（1）提高车辆运行的平稳性与安全性（2）支撑车体，承受并传递车体轮轨间的各种载力及作用力，并使轴重均匀分配（3）车体与转向架之间可以相对转动，便于通过曲线（4）缓和车辆与线路之间的作用，减小振动和冲击7研究车辆运动的目的：了解车辆各部分的位移以及车轮作用在轨道上的力；知道车辆的振动状态（自由振动和强迫振动）8车辆系统动力性能9铁路运输最基本要求：列车运行安全性（主要涉及车辆是否会脱轨和倾覆）车辆脱轨主要分为爬轨脱轨(随着车轮转动，车轮轮缘逐渐爬上轨头引起的脱轨最常见）、跳轨脱轨、掉道脱轨指标：脱轨系数轮重减载率，倾覆系数脱轨系数分为两类：（1）不考虑作用时间的脱轨系数，是将测量或计算得到的轮轨垂向力瞬间值作为轮重值而使用的脱轨系数；（2）考虑时间作用的脱轨系数：不考虑轮重测量或计算波形中产生的剧烈波动仅考虑较平缓部分的值作为轮重值轮缘角越大，脱轨系数临界值越大，摩擦系数越大，脱轨系数临界值越小(1)轮重较小时与其对应的横向力一般较小，计算脱轨系数时受到轮重和横向力测量误差影响较大，因此要获得正确的脱轨系数比较困难(2)垂向力较小时，使用该垂向力和与其对应的横向力得到的脱轨系数很容易达到脱轨临界值；单侧车轮轮重减小时，另一侧车轮轮重会增大，此时极小的轮对冲角变化会导致较大的横向力，增加脱轨的危险性(3)与其说脱轨系数值较大容易导致列车脱轨，不如说轮重减少的越多22为什么说轮对有摇头角时更容易产生两点接触？车当轮对摇头时,大半径车轮较早发生轮缘贴靠;轨底坡影响轮轨初始接触位置和轮轨接触角,从而对轮轨接触几何关系影响较大24轮轨接触几何参数：左右轮实际滚动半径r l,r r;左右轮在轮轨接触点处的踏面曲率半径r wl和r wr;左轨右轨在轮轨接触点处的轨头截面曲率r rl和r rr;左右轮在轮轨接触点的接触角；轮轨侧滚角；轮对中心上下位移25轮轨蠕滑：具有弹性的钢制车轮在弹性的钢轨上以一定速度滚动时，在车轮与钢轨的接触面间产生相对微小滑动26横向蠕滑力与纵向蠕滑率无关，纵向蠕滑力与横向蠕滑率无关27直行轮对自旋现象：车轮向左右方向移动时将产生左右滑动，一侧滚动圆半径变大，另一侧变小，半径大的车轮试图多走，但连接在同一根车轴上，半径较大的车轮向着被拉回的方向方向滑动，半径较小的车轮向行进方向滑动，同时车轮也绕着垂直轴作回转运动，该回转运动使接触面上产声回转滑动28车体和转向架垂直载荷：车辆自重，载重；横向载荷：风力，离心力；纵向载荷：牵引力，制动力车辆运行性能主要决定于悬挂装置以及各种拉杆、定位装置等结构形式的选择是否合理，设计参数选用是否恰当铁道客车车辆一般采用轴箱悬挂和中央悬挂。

高速列车的动力学分析

高速列车的动力学分析高速列车动力学分析高速列车是一类适用于高速铁路交通的现代化动力交通工具，其速度快、安全稳定、能耗较低，已成为现代运输网络中不可或缺的一部分。

本文将从动力学角度进行分析，探讨高速列车的动力学特性和相关技术。

一、高速列车的动力学机理高速列车的运动状态是由多种力相互作用得出的结果。

它们的运动状态由动力补偿方式、能量转化方式、重量分布、空气阻力、轨道曲率等多重因素所决定。

1.1 动力补偿方式动力补偿是指在高速运行过程中，高速列车内的发动机所产生的动力，补偿由阻力造成的速度损失。

对于高速列车来说，动力补偿的方式有两种：气液动力形式和纯电动力形式。

气液类高速列车通过使用气液离合器，实现发动机输出的动力传递到车轮上，进而完成动力补偿。

相对而言，气液类高速列车能够获得更大的输出扭矩和更好的加速性能，因此大多用于地铁以及城市轨道交通。

纯电类高速列车采用直接交变电压传到变流器，变流器将直流电转换成交流电以驱动传动系统完成动力传输，因此对能量的利用效率更优异。

大多数高速铁路列车采用这种动力形式，尤其是国内的高速。

由于其驱动转矩较小，接近装配形式也更加灵活，与内燃机强相容，成为了当前主流的高速铁路列车动力设计思路。

1.2 能量转化方式能量转化方式是指，高速列车通过携带能量来维持其长期的高速行驶。

高速列车需要源源不断的能量，才能够满足其高速运行的需求。

高速列车的主要能源储备方式有电力、石油，不同能量储备方式对动车的运行寿命和服务期限有不同的影响。

1.3 重量分布重量分布影响高速列车对曲线铁路和上下曲线的适应性以及对优化运行策略的影响，它对整个列车安全稳定的性能有至关重要的作用。

高速列车如何减轻自重，降低空气阻力也成为优化设计中的重要方向。

1.4 轨道曲率轨道曲率是高速列车运行过程中最大的运动限制，它直接影响了车辆的稳定性。

由于弧线侧向压载作用的影响以及晕动过程等因素，需要将研究重点放在极佳转向性能、振动控制等方面。

高速列车车辆系统动力学分析

高速列车车辆系统动力学分析近年来，随着中国高铁的不断发展，高速列车成为了人们出行的主要选择之一。

与传统的火车相比，高速列车具有更快的速度、更静谧的环境，以及更高的安全性能。

高速列车所需的车辆系统动力学分析也日益重要。

本文将对高速列车车辆系统动力学分析进行详细解析。

高速列车车辆系统动力学分析的基本概念所谓车辆系统动力学分析，简单地说就是分析车辆在不同外部环境下的运动。

动力学分析可以帮助我们了解车辆的性能特点、响应机理以及安全性能等方面的问题。

在高速列车的设计中，车辆系统动力学分析是一个非常重要的步骤。

它可以帮助工程师确定车辆的设计参数，预测车辆的运动响应，以及评估车辆的安全性能。

高速列车车辆系统动力学分析的主要理论架构为了进行高速列车车辆系统动力学分析，我们需要使用基于力学原理的理论架构。

这个理论架构可以被分为三个主要部分：车辆力学模型、轨道力学模型和车轨耦合模型。

车辆力学模型描述了车辆的动力学特性，包括车辆重量、车速、制动力等因素。

通过车辆力学模型，我们可以计算车辆的加速度、惯性力和制动力等参数。

轨道力学模型描述了轨道的几何形状、质量、弹性以及铺设方式等因素。

通过轨道力学模型，我们可以得到轨道的等效坡度、弯曲半径和轨道几何形状等参数。

车轨耦合模型是车辆力学模型和轨道力学模型的结合。

它描述了车辆动力学响应和轨道几何形状之间的相互作用。

车轨耦合模型可以用来计算车轮与轨道之间的动力学力学响应。

通过对车轨耦合模型的分析，我们可以预测车辆在不同外部环境下的运动响应和振动特性。

高速列车车辆系统动力学分析的实施方法在高速列车的设计过程中，可以使用多种方法来实施车辆系统动力学分析。

其中最常用的方法是数值模拟方法。

这种方法通常使用计算机数值模拟软件，如Adams等，将车辆的动力学特性和轨道几何特征数值化，并进行计算模拟。

通过这种方法，我们可以分析车辆在不同外部环境下的运动响应和振动特性。

此外，还可以使用试验方法来实施车辆系统动力学分析。

高速列车的轨道动力学分析

高速列车的轨道动力学分析随着科技的不断发展，高速列车已经成为了现代铁路交通运输中不可或缺的重要组成部分。

高速列车的速度更快，行驶时对轨道的要求也更高。

因此，轨道动力学分析对于高速列车运行的稳定和安全具有举足轻重的作用。

本文将着重讨论高速列车轨道动力学分析的相关内容。

一、高速列车基本参数介绍高速列车是指行驶速度在200公里/小时以上，橡胶轮胎轨道车速在160公里/小时以上，或轮轨式车辆车速在250公里/小时以上的列车。

高速列车的定义与国家、地区和不同运营商的标准有所不同。

常见的高速列车包括中国的复兴号和日本的新干线等。

高速列车的运行速度和加速度等基本参数直接影响列车的轮轨、车体、电气和信号等方面的性能。

了解这些基本参数的意义，有助于我们更好地理解高速列车的轨道动力学分析。

二、高速列车的轨道动力学分析轨道动力学分析是指研究列车运行过程中轮轨之间相互作用的力学问题。

高速列车的轨道动力学分析涉及到多个方面，如轨道结构、列车车体和轮轨系统等。

以下是对高速列车的轨道动力学分析的相关内容进行的详细介绍。

1.轮轨作用分析轮轨作用是指列车行驶时轮子和轨道之间的相互作用。

虽然轮轨作用在一定程度上可以保证列车的稳定性和运行效率，但过大或过小的轮轨作用都会对列车的运输效果产生负面影响。

通过对列车的轮轨作用进行分析，可以确定轮轨之间的合适作用区间，从而提高列车的安全性和舒适性。

2.曲线行驶分析曲线行驶是指列车行驶或转弯时在曲线轨道上运行。

在曲线行驶中，列车的车速和半径等因素都会对列车的轮轨作用产生影响。

轨道遵循一定的半径和转角，当列车内部轮对行驶在不同的弧段位置时，产生不同的横加速度和垂向加速度。

若加速度过大或过小，则会对列车的运行稳定性产生不利影响。

3.车辆振动分析高速列车的车辆振动主要包括车体的横向和纵向振动、车轮的滚动和侧滑振动等。

车辆振动的产生与列车速度、曲线半径、轮轨作用等多种因素有关。

通过对车辆振动的分析，可以确定合适的车体和轮对参数，从而提高列车的舒适性和稳定性。

(整理)列车纵向动力学分析.

第一部分开行重载列车，就机车车辆本身来讲，重载列车技术涵盖牵引性能、制动系统性能、列车纵向动力学性能、机车车辆动力学性能、机车车辆及其零部件强度以及合理操纵方法等众多方面。

而重载列车的通信、纵向冲击力和长大下坡道的循环制动问题是开行重载列车的三大关键技术。

而这三大技术其实就是制动系统的三大难题。

下面就以制动系统来分析。

1.重载列车制动系统的关键技术制动系统对列车运行安全具有举足轻重的重要作用，随着铁道技术的不断进步，已出现了多种制动方式，但对货物列车而言，空气制动仍是最基本的制动作用方式。

众所周知，货物列车空气制动作用的制约因素甚多，列车长度就是主要影响因素之一。

我国重载列车的发展始于20世纪80年代，至今列车编组重量已由5 000t级提高到2万t以上，编组辆数从62辆增加到210辆之多，列车最大长度已达2·6 km以上，导致空气制动作用条件严重恶化。

1.1制动空走时间和制动距离影响货物列车紧急制动距离的主要因素除制动初速、线路条件(坡道)、列车制动率(每百吨重量换算闸压瓦力)和闸瓦性能以外，还有影响空走距离的空走时间，后者主要与列车长度或编组辆数有关。

笔者在根据上述因素编制我国《铁路技术管理规程》中的制动限速表时，对货物列车考虑的列车编组条件为5000t级以下，由于重载列车编组辆数的增加，必然导致制动空走时间和距离相应增加,加上长大列车压力梯度对后部车辆制动力的影响，因此该限速表不适用于重载列车。

对于重载列车，其制动力应比普通列车高，以保持和普通列车同等的制动距离。

1.2充气作用和长大下坡道的运行安全列车空气制动后的再充气时间随编组辆数的增加而呈非线性的增加。

重载列车需要有比普通列车长得多的再充气时间，因此，在长大下坡道多次循环制动作用时对司机操纵方法特别是再充气时间的要求更高。

1.3减轻列车纵向动力作用货物列车在纵向非稳态运动过程中产生的纵向动力作用不仅是导致断钩、脱轨等重大事故的主要原因，也是破坏货物完整性和加速机车车辆装置疲劳破坏的重要因素。

第六章动车组设计高速列车空气动力学

第六章
高速列车空气动力学与车体外型设计
第一节列车空气动力学六、通过隧道时的列车表面压力
两列车在隧道内高速会车时车体所受到的压力变化载荷更为
严重，此时压力波与堵塞系数的2.16±0.06次方成正比，并且两列车进入隧道之间的时差对压力变化有极大的影响，当形成波形叠加时将引起很高的压力幅值和变化率，此时车体表面的瞬时压力可在正负数千帕之间变化;
第六章
高速列车空气动力学与车体外型设计
第一节列车空气动力学四、会车时列车表面压力
在两列车会车时，由于相对运动的列车车头对空气的挤压，
在列车间的侧墙上空气压力产生很大的波动，称为压力波；
随着会车列车速度的大幅度提高，会车压力波的强度将急剧
增大；会车压力波幅值随着头部长细比的增大而近似线性地显著减小；
列车内侧距、即适当增大高速铁路的线间距； 1 经验计算公式表明，会车压力波近似地与 (u u ) 2 1 2 8 成正比(u1通过车速度，u2观测车速度)；
所以高中速列车会车时，中速车的压力波的幅值远大于高速车(一般高1.8倍以上)。这是由于会车压力波的主要影响因素是通过车的速度；
第六章
高速列车空气动力学与车体外型设计
第一节列车空气动力学五、空气阻力空气阻力主要由以下三个部分构成：压差阻力—头部及尾部压力差所引起的阻力；摩擦阻力—空气粘性而引起的、作用于车体表面的剪切应力所造成的阻力；干扰阻力—车辆表面的突出物(如门窗、风挡、车顶设备等)所引起的阻力；
第六章
第六章
高速列车空气动力学与车体外型设计
第二节列车头型设计及外型设计一、头型设计的基本原则尽量减小列车交会压力波列车头尾端采用扁梭形，侧墙不垂直于底架和加大头车长细比都将有利于降低列车交会压力波；此外，为了减小车底部扰流的影响，将底部除转向架外用封闭外罩全部包起来；车体表面应尽可能光滑平整；高速列车运行稳定性问题列车高速运行时，作用在列车的气动力对列车的运行平稳性和稳定性有较大影响；减小这些气动力，除了注意头部外形设计外，车身横截面形状的设计十分关键。侧墙上下应向车体内倾，与车顶和车底部的连接应用大园弧过渡，即成为鼓形断面，还应注意头部下方的导流板设计；

铁道车辆动力学试题及答案

铁道车辆考试题一、填空 (每题 1分共10分 )1、常把轨道不平顺分为轨距、（水平）、高低和方向等四种不平顺。

2、铁路技术管理规程规定，两股钢轨在正线及到发线上在同一处的高差不应超过（4mm ），在其它线上不应超过6mm。

3、如果减载的车轮上又有很大的横向力使轮缘贴靠钢轨，在最不利的条件下可能引起（爬轨）、脱轨事故4、在直线上名义轨距为（1435mm ）；在曲线上根据曲线半径值对轨距加宽。

5、车轮的偏心和不均重，都会引起轮轨之间的动作用，（车辆运行速度越高），则引起的轮轨相互作用力越大。

6、车轮踏面存在擦伤时，车轮滚过擦伤处，（轮轨间发生冲击），钢轨受到一个向下的冲量，而车轮受到一个向上的冲量。

7、轮对沿轨道运行时左右两轮的（转速相同），半径大的车轮经历的距离长，半径小的车轮经历的距离短.8、车轮半径越大、（踏面斜度越小），则轮对蛇行运动波长越长，即蛇行运动越平缓。

9、簧上质量与轮对之间不同的（弹性悬挂装置）可以代表实际车辆上不同的悬挂装置。

10、在车辆转向架设计中，往往把车辆悬挂的（静挠度大小）作为一项重要技术指标。

11、悬挂静挠度越大，（车辆自振频率低），在轮轨冲击力作用下，振动比较缓慢，加速度也小。

12、车辆转向架上采用的减震器品种很多，（线性减震器）是一种理想的减震器。

13、线性减震器产生的阻力与减震器活塞位移速度成正比，（阻力的方向）与运动方向相反。

14、根据能量守恒原理，在一定时间范围内，（系统内部能量）的变化量应当等于作用在系统上所有外力在同一时间范围内所作的功。

15、车辆受钢轨接头处冲击後的（强迫振动），实质上是有初速度的自由振动。

16、车辆强迫振动的频率、（振幅以及振动的形式）、不仅与车辆本身的结构有关，而且与线路的不平顺特点、轮轨相互作用关系以及车辆的运动速度有关。

17、车辆各基本部件之间有（弹性约束）或刚性约束，以限制结构中各部件之间的相对运动。

18、车辆支持在弹性元件上的零部件称为（簧上质量），通常指车体包括载荷及摇枕质量。

车辆系统动力学重点梳理

车辆系统动⼒学重点梳理基础概念⼀、车体运动的六种形式是什么？沿着XYZ 轴三个⽅向分别平移的：伸缩、横摆、浮沉。

沿着XYZ 轴三个轴分别回转的：侧滚、点头、摇头。

⼆、车辆动⼒性能有哪⼏种？（3种）各⽤什么指标描述？1. 运动平稳性：德国sperling 指标；国际联盟UIC 指标2. 运动稳定性：防⽌蛇⾏运动（运⾏速度远低于蛇⾏运动临界速度）；防⽌脱轨稳定性（脱轨系数：Q/P 即横向⼒⽐垂向⼒；轮重减载率：△P/P ）；防⽌倾覆稳定性（倾覆系数：P 动载荷/P 静载荷）3. 曲线通过能⼒：磨耗指数三、轨道不平顺有哪⼏种？（4种）1. ⼏何性轨道不平顺：垂向不平顺（轨道在同⼀轮载下沿长度⽅向⾼低不平）；⽔平不平顺（左右轨道对应点⾼度差）；轨距不平顺（左右轨道横向平⾯内轨距有偏差）；⽅向不平顺（左右轨道横向平⾯内弯曲不直）2. 随机性轨道不平顺3. 周期性轨道不平顺：钢轨接头处4. 局部轨道不平顺：路基隆起或下沉、过道岔、钢轨局部磨损、曲线顺坡轨距变化四、为何轮缘根部圆弧最⼩半径要⼩于钢轨肩部圆弧半径？⼀般情况下，当轮对相对于轨道的横移量不⼤时产⽣⼀点接触；⽽相对于轨道具有横移量过⼤时产⽣两点接触。

当轮缘根部半径⼩于钢轨肩部圆弧半径时，可以使轮对相对于轨道具有的较⼤横移量时（即轮缘根部移动到轨道肩部时）也不会出现两点接触，减⼩轮轨磨耗。

五、踏⾯斜度与等效斜度的定义、区别、作⽤？锥形踏⾯的车轮在滚动圆附近做⼀斜度为λ的直线段，当轮对中⼼离开对中位置时，有⼀横移量为y w 时，左右轮实际滚动圆：r L =r 0-λy w ,r R =r 0+λy w ,联⽴得：踏⾯斜度：wL R y r 2r -=λ对于纯锥形踏⾯，踏⾯斜度λ恒为常数；对于磨耗型踏⾯，踏⾯由多段弧组成，踏⾯斜度λ随着轮对横移量y w 的改变⽽改变，λ不再为⼀个恒定的常数，因此在计算时，取等效值，踏⾯等效斜度：w L R y r 2r e -=λ等效斜度直接影响车辆曲线通过性能。

铁道车辆动力学

振动周期为：
2 2 T1 p1 p 1 D2
两次相邻振动的振幅之比为：
zmi Ae nti nT e 1 e n ti T1 zmi1 Ae

——对数衰减率，即对前后两次振幅比取自然对数。
由此可以看出，具有线性阻尼的自由振动，每振动一次其幅值按的比例逐渐缩小。
2
设方程有解e
t
方程的特征方程为： 2 方程的通解为：
p 0
2
得：＝ ip
z c1e c2e
ipt
ipt
由欧拉方程 e cos pt i sin 并经过三角函数的变换后，可得
ipt
pt
z A1 cos pt A2 sin pt A sin pt 若t 0时 z z0 z z0
2 1
微ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方程解为：
z 若 t 0 时， z 0
则
f st z A1 cos p1t A2 sin p1t 1
z0
f st A1 z0 1
A2 0
所以
f st f st z z0 cos p1t 1 1
2
z0 p arctan z 0
p K M g f st
1 T f
p f 2
max z
Ag f st
p为振动的固有频率，取决于静挠度。 max 振动加速度幅值，取决于静挠度和振 z 幅。静挠度大，则频率低，加速度小。
式中A为自由振动的振幅，振幅大小取决于车辆振动的初始条件：初始位移和初始速度（振动频率）。
则方程的特解为：
z0 z z cos pt A sin cos0pt A cos sin pt A sin pt p

高速列车列车车体动力学分析与优化设计

高速列车列车车体动力学分析与优化设计高速列车车体动力学分析与优化设计近年来, 高速列车作为现代交通运输的重要组成部分，得到了广泛的关注和发展。

高速列车设计中的动力学分析和优化成为保证列车运行平稳高效的关键。

本文将从车体动力学的角度出发，探讨高速列车车体动力学的分析与优化设计。

一、高速列车车体动力学分析1. 激振源分析高速列车在运行过程中，需要面对多种激振源，如轨道不平整度、转向架不平衡和风压等。

激振源的分析是车体动力学分析的基础，需要通过实测和仿真等手段获取激振源的特性参数。

2. 车体振动模态分析通过模态分析可以确定车体振动的固有频率和模态形态，从而为后续的振动控制和优化设计提供依据。

模态分析可以借助有限元方法进行，通过建立车体有限元模型，计算其固有频率和模态振型。

3. 车体振动特性分析车体的振动特性对列车的运行稳定性和乘坐舒适性具有重要影响。

振动特性分析包括车体振动幅值、振动频率响应以及车体动态刚度等。

可以通过实验测量和数值仿真等方法进行，以评估振动特性是否满足设计要求。

二、高速列车车体动力学优化设计1. 车体轻量化设计为了提高列车的功率性能和能效，需要进行车体的轻量化设计。

轻量化设计可以通过选材优化、结构优化和减少不必要的零部件等方式来实现。

轻量化设计不仅可以降低列车的能耗，还可以减小车体的振动响应。

2. 悬挂系统设计悬挂系统是保证高速列车平稳运行的重要组成部分，其设计需要考虑对车体振动的抑制和减轻轮轨冲击。

采用合适的悬挂系统可以有效减小列车振动，提升行驶舒适性。

3. 振动控制设计高速列车的振动控制设计旨在减小列车在运行过程中的振动响应，提高运行稳定性和乘坐舒适性。

振动控制设计可以通过主动控制和被动控制两种方式来实现，如采用主动悬挂系统和阻尼器来控制车体振动。

三、高速列车车体动力学优化设计案例分析以某高速列车为例，进行车体动力学的优化设计。

首先，通过实测和仿真分析获得列车的激振源特性参数。

然后，建立列车有限元模型，进行车体振动模态分析，确定其固有频率和模态振型。

列车运行组织理论(复习题)

4
12、城轨列车折返能力计算 13、旅行速度的定义和计算。公式（3－4－75）中各参数的推导计算。 14、影响旅行速度的因素。第六章能力加强 1、 n 、能需 G 的计算。 2、提高铁路运输能力的途径与措施（大类）。 3、绘制运量适应图并得出有关信息。 4、铁路运输能力的特性。
5
5、无效能力概念及产生的原因。 6、运输能力负荷与运输能力经济负荷的概念。 7、提高铁路运输能力的具体措施，重点掌握：补机牵引、单线采用特殊类型运行图、增设会让站等能计算采取上述扩能措施后的能力提高值。 8、重载运输定义与类型。
列车运行组织理论
（复习思考题）
1
复习思考题第一章列车运行图概述 1、列车运行图的图解原理。 2、列车运行图的分类及其区别。第二章列车运行图要素 1、列车运行图要素的实质。 2、列车区间运行时分种类及计算。 3、列车在折返站停留时间与列车折返出发间隔时间的区别。 4、各种车站间隔时间的定义和确定。
6
2Leabharlann 5、连发间隔时间的类型和区别。 6、追踪列车间隔时间的定义和确定思路。在客货列车追踪时，按何种条件确定、何种速度计算？第三章列车运行过程控制 1、闭塞的概念、作用。 2、自动闭塞分类。 3、固定闭塞、移动闭塞的特点及其区别。第四章线路通过能力与旅行速度 1、能力的概念。
3
2、铁路区段通过能力按那些固定设备计算？ 3、运行图周期、限制区间、困难区间定义。 4、限制区间运行线铺画方案种类。 5、各种类型平图周期的确定，系数的定义。 6、各种类型平图区间通过能力计算。 7、扣除系数定义，非平图区间通过能力计算。 8、旅客列车扣除系数的组成。（单线非自动闭塞、双线自动闭塞） 9、高速铁路区间通过能力计算。 10、城轨通过能力定义、最终通过能力确定。 11、城轨线路通过能力计算。

轨道交通列车的车辆动力学与运行特性研究

轨道交通列车的车辆动力学与运行特性研究轨道交通列车的车辆动力学与运行特性是轨道交通系统设计与运行中非常重要的研究领域。

本文将探讨轨道交通列车的车辆动力学和运行特性，并分析其对轨道交通系统的影响。

一、轨道交通列车的车辆动力学轨道交通列车的车辆动力学是研究列车受力与运动的学科。

其主要内容包括列车的力学性质、运动规律以及与车辆动力学相关的工程应用。

在车辆动力学研究中，常用的模型有单刚体模型、多刚体模型以及系统动力学模型。

（1）单刚体模型单刚体模型是将列车整体视为一个刚体，主要考虑整车受力与运动的基本规律。

该模型的参数包括质量、惯性矩、受力点位置等。

通过分析受力平衡和力学平衡等原理，可以得到列车的动力学方程。

（2）多刚体模型多刚体模型考虑列车不同部分的相对运动和相互作用。

在实际运行中，轨道、车体、车轮等部分会存在相对位移和相对转动。

多刚体模型可以更准确地描述列车的动力学行为，对于轮轨接触力、车体横向稳定性等问题有重要作用。

（3）系统动力学模型系统动力学模型将列车和轨道系统作为一个整体来研究，考虑列车与轨道之间的相互作用。

该模型可以分析列车运行过程中的稳定性、安全性等问题，并为轨道交通系统的设计和运行提供理论依据。

二、轨道交通列车的运行特性轨道交通列车的运行特性与车辆动力学密切相关，主要包括列车的速度、加速度、运行稳定性以及列车运行对轨道的影响等方面。

（1）速度特性轨道交通列车的速度受限于多种因素，包括轨道条件、制动系统、动力系统等。

通过对速度特性的研究，可以确定列车的最高运行速度、限速区间以及车辆的设计参数等。

（2）加速度特性列车的加速度对于轨道交通系统的性能和乘客舒适度有着重要的影响。

合理设计列车的加速度特性可以提高运行效率，并保证列车运行的平稳性和安全性。

（3）运行稳定性轨道交通列车的运行稳定性是指列车在各种运行状态下的稳定性能。

包括车体侧倾、刮擦轨道、横向加速度等问题。

通过研究运行稳定性，可以提高列车运行的安全性和舒适性。

高速列车结构振动与动力学分析

高速列车结构振动与动力学分析高速列车作为交通工具，能够快速地将人们从一个地方运输到另一个地方。

随着科技的不断发展，高速列车的速度和载客能力都在不断提高。

但是，高速列车的高速运行也会引起列车结构的振动和动力学问题。

一、高速列车的结构振动问题高速列车的结构振动问题是由列车在高速运行过程中所受到的外界干扰力所引起的。

这些外界干扰力可能来自于多种因素，例如风、路况、车辆自身的不平衡等。

由于高速列车的速度较快，因此在高速运行过程中，它所受到的风力也非常强大。

这些风力不仅会使列车产生较大的侧向偏移，还会引起列车结构的振动。

当列车经过一些特殊构型的桥梁或隧道时，其速度和受到的风力都会发生剧烈变化，这种不稳定性往往会引起列车的结构振动。

此外，路况也是影响列车结构振动的一个重要因素。

当列车在不平整的轨道上行驶时，其结构会受到振动的影响。

这些振动比较频繁，更容易引起列车内部的混乱，甚至会对乘客的健康造成威胁。

二、高速列车的动力学问题高速列车的动力学问题是指列车受到外界干扰时所产生的运动。

与结构振动不同，动力学问题更多涉及列车的速度、加速度等物理量。

这些物理量在高速运行过程中会受到多种因素的影响。

当列车行驶在不平整的轨道上时，其速度和加速度会发生不稳定的变化。

这些变化会导致列车的皮膜产生破损或磨损，甚至会对列车的耐久性产生负面影响。

此外，高速列车在高速运行过程中也会产生较大的空气阻力，这种阻力会影响列车的速度和能耗，需要进行有针对性的优化。

三、高速列车的解决方案针对高速列车的结构振动和动力学问题，可以采取多种解决方案。

其中，最直接有效的方法就是改善列车自身的结构和设计。

例如，可以针对列车的底盘、悬挂系统等进行优化，以提升列车的稳定性和耐久性。

此外，还可以采用现代化的防振技术，例如主动消振器、积极振动控制技术等，以对抗列车结构振动问题。

对于列车的动力学问题，可以通过空气动力学模拟、列车空气阻力优化等方式进行解决。

四、总结高速列车的结构振动和动力学问题是目前亟待解决的问题。

城市轨道交通车辆动力学(第六章车辆动力学)

一、轮轨接触几何关系

(等效斜率、重力刚度及重力角刚度)
1．等效斜率λ

0

当轮对产生横移y时，左右接触点产生变化，接触点处的滚动圆半径及接触角相应发生变化△r 及△δ。在小位移y下，△r及△δ与y成线性关系； △r=λey, λe称等效斜率锥形踏面时踏面斜率即为λe。 λe的大小反映了轮对偏移时，左右轮滚动圆半径差异的大小，它是产生蛇行运动的直接原因。

根的性质与轮对运动的关系
第五节车辆系统的振动
磨耗前后的轮轨接触关系变化
(a)磨耗前后的等效斜率变化；(b)磨耗前后的接触角变化
刚度计算

一般情况下采用锥形踏面的轮对的重力刚度与重力角刚度分别为：
We Kg y b
Cg Wb 0

W为轮重，b为左右轮滚动圆间距之半。
二、轮轨接触蠕滑关系
轮对在钢轨上运行时，一般承受垂直载荷和纵横切向载荷。纵向载荷主要来自牵引及制动。稳态前进的非动力轮的车轮在不制动时，其纵向切向力平衡轴承阻力和蛇行时的惯性力。无论是动力轮对或从动轮对都存在着纵向切向力，它导致了轮轨纵向相对运动的速度差。

1．粘着区和滑动区

由于车轮和钢轨都是弹性体，滚动时轮轨间的切向力将在接触斑面上形成两个性质不同的区域：粘着区和滑动区。
切向力小时主要为粘着区；随着切向力加大，滑动区扩大，粘着区缩小。当切向力超过某一极限值时，只剩下滑动区，轮子在钢轨上开始明显滑动。

轮轨接触区表面受力情况
2．蠕滑与蠕滑率

车轮脱轨系数

Q1/P1=1.0为第一限度，希望不超过的允许限度 Q1/P1=1.2为第二限度。是安全限度。

列车车辆工程师笔试题

列车车辆工程师笔试题
一、机械原理
1. 请简要说明张力和压力的区别，并举例说明它们在列车车辆中的应用。

2. 解释什么是动力学平衡，并列举列车车辆中的一个实例。

二、材料力学
1. 介绍一种常见的列车车辆零件材料及其力学性能。

2. 请简要说明应力与应变的概念，以列车车辆中使用的材料为例说明其应用。

三、热力学
1. 论述列车动车组的能量转换过程，并解释其原理。

2. 请解释列车制动系统中液压制动原理及其优缺点。

四、电气系统
1. 画出列车车辆电气系统的整体框图，并说明各组成部分的功能。

2. 请解释列车车辆中的空气制动系统工作原理及其优势。

五、信号与控制系统
1. 请简要说明列车车辆信号系统的作用，以及列车自动控制系统的基本原理。

2. 论述列车牵引与制动控制系统的功能及其关键技术。

以上为列车车辆工程师笔试题提纲，希望考生能对相关知识有深入的理解和掌握，顺利通过笔试。

祝各位考生取得优异成绩！。